题目内容
【题目】滑沙运动时,沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的摩擦因数。假设滑沙者的速度超过8m/s时,滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由μ1=0.5变为μ2=0.25,如图所示,一滑沙者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始下滑,滑至坡底B(B处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处。已知滑板与水平地面的动摩擦因数恒为μ3=0.4,AB坡长L=20.5m,sin37°=0.6,不计空气阻力,求滑沙者
(1)到B处时的速度大小;
(2)在水平地面上运动的最大距离;
(3)在AB段下滑与BC段滑动的时间之比。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)滑沙者在斜面上刚开始速度较小,设经过t1时间下滑速度到达8m/s,
根据牛顿第二定律:
解得
所以
下滑的距离为
接下来下滑时的加速度
所以下滑到B点时 ,即
(2)滑沙者在水平面减速的加速度
所以能滑行的最远距离
(3)根据以上计算,速度从8m/s增加到10m/s时所用时间
在斜面滑行的总时间
水平面上减速时间
所以时间之比
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